В математике, базовый гипергеометрический ряд или q-гипергеометрический серия, являются q-аналогом обобщениями обобщенного гипергеометрического ряда, и, в свою очередь, обобщаются на эллиптический гипергеометрический ряд. Ряд x n называется гипергеометрическим, если отношение последовательных членов x n + 1 /xnявляется рациональной функцией от n. Если отношение следующих друг за другом членов является рациональной функцией от q, то ряд называется основным гипергеометрическим рядом. Число q называется базовым.
Базовый гипергеометрический ряд 2φ1(q, q; q; q, x) впервые был рассмотрен Эдуардом Гейне (1846). Он становится гипергеометрическим рядом F (α, β; γ; x) в пределе, когда основание q равно 1.
Содержание
- 1 Определение
- 2 Простой ряд
- 3 q-биномиальная теорема
- 3.1 Биномиальная теорема Коши
- 4 Тождество Рамануджана
- 5 Контурный интеграл Ватсона
- 6 Версия матрицы
- 7 См. Также
- 8 Примечания
- 9 Внешние ссылки
- 10 Ссылки
Определение
Существует две формы основных гипергеометрических рядов: односторонний базовый гипергеометрический ряд φ и более общий двусторонний базовый гипергеометрический ряд ψ. Односторонний базовый гипергеометрический ряд определяется как
где
и
- это факториал со сдвигом q. Наиболее важный частный случай - это когда j = k + 1, когда оно становится
Этот ряд называется сбалансированным, если a 1... a k + 1 = b 1...b k q. Эта серия называется хорошо сбалансированной, если a 1 q = a 2b1=... = a k + 1 bk, и очень хорошо сбалансированной, если дополнительно a 2 = -a 3 = qa 1. Односторонний базовый гипергеометрический ряд является q-аналогом гипергеометрического ряда, поскольку
удерживает (Koekoek Swarttouw (1996) ошибка harvtxt: нет target: CITEREFKoekoekSwarttouw1996 (help )).. двусторонний базовый гипергеометрический ряд, соответствующий двустороннему гипергеометрическому ряду, определяется как
Самый важный частный случай - это когда j = k, когда он становится
Односторонний ряд может быть получен как частный случай двустороннего, установив одну из переменных b равной q, по крайней мере, когда ни одна из переменных a не является степенью q, поскольку все члены с n < 0 then vanish.
Простой ряд
Некоторые простые выражения ряда включают
и
и
q-биномиальная теорема
q-биномиальная теорема (впервые опубликованная в 1811 году Генрихом Августом Роте ) утверждает, что
который следует многократным применением тождества
Частный случай a = 0 тесно связан с q-экспоненциальной.
теоремой о биноме Коши
Теорема о биноме Коши является частным случаем q-биномиальная теорема.
Тождество Рамануджана
Шриниваса Рамануджан дал тождество
действителен для | q | < 1 and |b/a| < |z| < 1. Similar identities for были заданы Бейли. Такие тождества можно понимать как обобщения теоремы о тройном произведении Якоби, которую можно записать с помощью q-se отображается как
Кен Оно дает соответствующий формальный степенной ряд
Контурный интеграл Ватсона
Как аналог интеграла Барнса для гипергеометрического ряда, Уотсон показал, что
где полюса лежат слева от контура, а остальные полюса лежат на право. Аналогичный контурный интеграл существует для r + 1 φr. Этот контурный интеграл дает аналитическое продолжение основной гипергеометрической функции по z.
Версия матрицы
Базовая гипергеометрическая матричная функция может быть определена следующим образом:
Проверка соотношения показывает, что эта матричная функция абсолютно сходится.
См. также
Примечания
Внешние ссылки
Ссылки
- Andrews, GE (2010), «q-гипергеометрические и связанные функции», в Olver, Frank WJ ; Lozier, Daniel M.; Бойсверт, Рональд Ф.; Кларк, Чарльз У. (ред.), Справочник NIST по математическим функциям, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-19225-5, MR 2723248
- WN Бейли, Обобщенные гипергеометрические ряды, (1935) Кембриджские трактаты по математике и математической физике, № 32, Cambridge University Press, Кембридж.
- Уильям YC Чен и Эми Фу, Полуконечные формы двустороннего основного Hypergeometric Series (2004)
- Exton, H. (1983), q-Hypergeometric Functions and Applications, New York: Halstead Press, Chichester: Ellis Horwood, ISBN 0853124914, ISBN 0470274530, ISBN 978-0470274538
- Сильви Кортил и Джереми Лавджой, Перегородки Фробениуса и комбинаторика Рамануджана Суммирование
- Хорошо, Натан Дж. (1988), Основные гипергеометрические ряды и приложения, Mathematical Surveys and Monographs, 27, Providence, RI: Американское математическое общество, ISBN 978-0-8218-1524-3, MR 0956465
- Гаспер, Джордж; Рахман, Мизан (2004), Базовая гипергеометрическая серия, Энциклопедия математики и ее приложений, 96 (2-е изд.), Cambridge University Press, doi : 10.2277 / 0521833574, ISBN 978-0-521-83357-8, MR 2128719
- Гейне, Эдуард (1846), "Über die Reihe ", Journal für die reine und angewandte Mathematik, 32 : 210–212
- Виктор Кац, Покман Чунг, Квантовое исчисление, Universitext, Springer-Verlag, 2002. ISBN 0-387-95341-8
- Эндрюс, Г.Е., Эски, Р. и Рой, Р. (1999). Специальные функции, Энциклопедия математики и ее приложений. ons, volume 71, Cambridge University Press.
- Эдуард Гейне, Theorie der Kugelfunctionen, (1878) 1, pp 97–125.
- Эдуард Гейне, Handbuch die Kugelfunctionen. Theorie und Anwendung (1898) Springer, Berlin.